高速数控加工中NURBS曲线拟合及插补技术的研究

通过分析现代数控系统中自由曲面插补算法的特点,提出了基于最小二乘法的NURBS曲线拟合算法和基于弧长参数补偿的NURBS插补技术。采用最小二乘法拟合NURBS曲线,能获得光滑的刀具加工路径,并且在一定范围内能复原曲线的设计轮廓。参数补偿的NURBS插补方法,以泰勒展开法得到的插补参数作为临时插补点,利用该插补法能显著减小速度波动,可将速度控制在理想的范围内,可进一步提高加工精度并减小数控机床的振动。仿真实验表明：该算法简明高效、易于实现,能够满足现代数控系统的要求。     

数控系统的实时插补及加减速控制

为满足数控系统的高速度、高精度、高效率和高可靠性,本数控系统采用了快速插补运算技术,以提高直线、圆弧插补运算性能,实现复杂曲面零件微小区段的逼近,并在插补前采用加减速控制,使加工轮廓误差减至最小。     

数控系统的实时插补及加减速控制

为满足数控系统的高速度、高精度、高效率和高可靠性,本数控系统采用了快速插补运算技术,以提高直线、圆弧插补运算性能,实现复杂曲面零件微小区段的逼近,并在插补前采用加减速控制,使加工轮廓误差减至最小.     

PC数控系统的NURBS曲面插补控制方法

针对提高复杂曲面数控加工精度和效率的需求,提出一种适合PC数控系统的NURBS曲面插补控制方法,给出信息处理与控制的实现机制、加工路径规划方法和刀具运动轨迹求解算法。插补实例表明,所提出的方法是可行的,不仅可保证插补点准确位于被插补曲面上,而且具有良好的实时性,可以满足高性能PC数控系统的要求。     

STEP-NC数控系统的NURBS曲面插补方法

针对发展新一代STEP—NC数控系统的需求，对适合这类新型数控系统的NURBS曲面插补控制方法进行了研究，给出了该方法涉及的曲面信息处理、加工路径规划和实时轨迹插补算法。插补实例表明。所提出的方法可行。具有较高的精度和良好的实时性。可以满足高性能STEP—NC数控系统的要求。     

并行插补与并行数控系统研究

基于圆弧插补推出并行插补概念,并提出构建并行数控系统的具体方法。这样的数控系统性价比高、能实现大工件的高速加工、易于嵌入网络实现远程监控。     

比较积分法及其程序设计

本文详细讨论了数控系统轨迹控制的插补方法－比较积分法，并且提供了一种较为精确、实用的插补流程图。采用这种算法与流程，可使数控系统的直线与各种二次曲线的轨迹插补使用统一的计算公式，因而具有插补程序简练，计算速度与其他算法相比较快的优点。     

TwinCAT技术在开放式数控系统中的应用研究

开放式数控系统相比于传统的数控系统具有互换性、可移植性、可扩展性等特点,解决了传统数控系统封闭性的问题,能较好地适应现代制造业中小批量生产的需求。基于Twin CAT3技术搭建了开放式数控系统平台,并对平台上下位机进行开发,主要包括:模块选择、译码、插补、伺服驱动和网络通信等模块,很好地控制了平台的稳定性,并且平台具有通用接口能力。利用此平台进行了各类数控系统插补算法实现,并对直线、圆弧、NURBS曲线和刀具补偿等功能进行加工验证。     

对数曲线的多轴联动奇偶步插补算法设计

针对对数曲线的多轴联动控制,设计了奇偶步插补算法.把插补循环分为奇数步和偶数步,奇、偶步算式递推结合,得出奇偶步插补算法公式.测试表明,奇数步插补简明快捷,偶数步插补精度提高,在嵌入式数控系统中能进行对数曲线的多轴联动插补控制,实现了锥度铣刀的精密磨削加工控制.     

经济型闭环数控系统的插补方法

在改进时间分割法的基础上,对经济型闭环数控系统提出了一种适合的插补方法。该插补方法具有效率高,算法简单,容易实现多轴联动,并可以插补各种复杂曲线轮廓的特点,因而能充分发挥数控系统的效能。     

关于数据采样圆弧插补算法的研究

随着计算机技术和伺服技术的发展,闭环和半闭环以直流或交流伺服电动机为驱动装置的数控系统广泛采用数据采样插补。文章论述了数据采样插补算法的原理,分析了数据采样插补算法中的插补周期与位置控制周期的关系及如何选择插补周期和位置控制周期,着重阐述了数据采样圆弧插补的算法及其精度分析。     

基于扩展DDA算法的圆弧插补程序设计

数控系统的核心是插补技术,插补运算的优劣直接关系到数控系统的整体性能,因此插补算法对于一个数控系统厂家来说,都是核心机密。本文针对两轴数控系统普遍采用的扩展DDA算法圆弧插补,提出一种程序实现方法。     

中点插补算法的数学模型研究

基于逐点比较法原理,提出中点插补算法作为数控系统控制步进的偏差判别依据,建立插补算法的数学模型,对插补算法偏差判别函数进行了优化。实例分析结果表明,中点插补算法使插补精度由原来的小于、等于一个脉冲当量提高到小于、等于0.5个脉冲当量,插补点大幅度减少,系统的响应速度加快和插补精度提高。     

基于TMS320F2812的三次B样条曲线实时插补

为提高数控系统实时插补的准确性、加工速度和加工精度,采用在每个插补周期中保持进给速度不变的三次B样条曲线参变量非均匀变化实时插补算法。利用数字信号处理器（DSP）进行三次B样条曲线实时插补,可缩短插补计乒时间;通过设定DSP的定时器中断来实现各轴控制脉冲的发送,可实现最大限度地减少折线状的插补轨迹的目的。结果表明,该算法能使所有的插补点都在理论曲线上,可以保证运动控制系统的高速高精度要求。     

基于TMS320F2812的三次B样条曲线实时插补

为提高数控系统实时插补的准确性、加工速度和加工精度,采用在每个插补周期中保持进给速度不变的三次B样条曲线参变量非均匀变化实时插补算法.利用数字信号处理器(DSP)进行三次B样条曲线实时插补,可缩短插补计算时间;通过设定DSP的定时器中断来实现各轴控制脉冲的发送,可实现最大限度地减少折线状的插补轨迹的目的.结果表明,该算法能使所有的插补点都在理论曲线上,可以保证运动控制系统的高速高精度要求.     

基于DSP和CPLD的数控插补技术研究

插补算法是数控系统中生成加工轨迹的基本程序，插补算法的优劣直接决定了加工过程中的轨迹规划的效率和精度，直接影响工作的加工质量，简单、实用的插补算法对于数控系统是非常必要的。基于这种考虑，本文对开放式数控系统的插补算法进行了韭的分析和研究，在自行研制的数控系统“银河CNC”上进行了实验，最终确立了一种可行的插补算法实现方案。     

NURBS曲线定时/中断插补算法的研究

通过分析数控系统加工时常用的NURBS曲线插补算法的特点,提出一种NURBS曲线定时/中断的插补算法,该算法可以缩短插补时间,同时也设计PC+DSP控制运动控制卡定时器中断控制伺服电动机调整插补轨迹完成定时/中断插补。仿真实验结果表明,该插补算法不仅满足运动控制的要求,而且也满足了高速高精度插补的要求。     

等误差直线逼近凸轮轮廓曲线节点的改进算法

现有的中小型数控系统无直接进行凸轮轮廓插补的功能,一般是用直线插补或圆弧插补代替,把要加工的轮廓曲线划分成微小的直线段或圆弧段,再求出其节点坐标。本文提出了一个等误差直线逼近曲线的节点划分方法,其特点是计算简单、结果精确,并能确保所有插补段上的逼近误差均等,且能控制其大小。     

电火花数控插补器的设计

论文分析了逐点比较法可回退的直线、圆弧插补算法,用硬件描述语言HDL编程,实现了插补算法硬件化,计算迅速,几乎不消耗时间,完全能满足数控系统的实时性要求,已成功应用于电火花数控系统中。     

数控加工高速进给柔性控制技术研究

针对数控系统直线插补控制造成的电机启停频繁、插补精度低、加工效率低等问题,以高速进给过程的柔性控制为目标,首先分析了直线插补原理的主要缺陷,在此基础上,提出一种微小直线段柔性插补和速度控制方法,并分别从柔性直线插补原理和柔性速度控制方法两方面进行了系统研究,通过对该方法的误差分析,结果表明该柔性直线插补控制方法可较好地适用于数控高精度机床的高速进给加工,避免了加工过程的冲击振动,同时提升了加工效率和表面质量。